一种基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片及其制作方法和计数方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片，包括绝缘基底和等离子键和在绝缘基底上的细胞容器，所述的绝缘基底上均布有电极测量区，所述的电极测量区的一端设置有对应的测量电极，所有的电极测量区的另一端分别连接有一个共地电极；所述的细胞容器上设置有与电极测量区一一对应的检测腔室，所述的电极测量区处于检测腔室的中心。还公开了基于阻抗的悬浮细胞计数芯片的制作方法和利用其计数的方法。基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片，无需人工计算细胞数量，并且可以快速获得细胞数量结果；同时检测芯片可以重复利用，降低了平均测量成本；一次可以对多个不同浓度样本进行计数，节约了细胞计数时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片及其制作方法和计数方法
本专利技术涉及悬浮细胞计数
，尤其是涉及基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片及其制作方法和计数方法。
技术介绍
在细胞培养、实验的过程中，需要对细胞进行各种检测，其中最为普遍的就是细胞数量的检测，通过计算细胞数量来衡量是否需要进行换液、传代等操作，以及对细胞进行相应的稀释或浓缩，达到需要的实验细胞浓度。现有技术中常用的悬浮态细胞计数方法有血球计数板以及自动细胞计数仪，现有的计数板或计数仪在检测过程中需要一次性测量芯片或者辅助仪器，操作费时费力，而且成本高，不利于环保。例如以下专利文献：中国专利文献(公告日：2015年2月18日，公告号：CN103170377B)公开了一种血细胞分析芯片及分析系统。该系统包括该芯片、电阻抗检测单元和信号处理系统。该芯片包括第一储液池、第二储液池、第三储液池、第一液体通道、第二液体通道以及检测通道。第一储液池用于储存血细胞悬液，第二储液池用于储存可改变血细胞悬液特定性能的溶液，第三储液池用于储存废液。第一储液池通过第一液体通道和检测通道与第三储液池相连，第二储液池通过第二液体通道和检测通道与第三储液池相连。第一液体通道和第二液体通道与检测通道在同一位置交汇。检测通道上设有检测小孔。电阻抗检测单元和信号处理系统利用电阻抗法对血细胞进行分析。中国专利文献(公告日：2010年1月6日，公告号：CN100577811C)公开了一种监测生物颗粒如细胞迁移或侵袭的装置。本装置包括一个适合于接受和保持细胞样品的上室，一个有至少两个电极的下室，和一个生物相容的有孔膜，所述膜具有适合于细胞经过膜迁移的孔隙度。膜在装置上将上室和下室分隔开。细胞经多孔膜的迁移使得迁移细胞接触到下室的一个或多个电极。所述接触引起电极间一个可测量的阻抗改变。中国专利文献(公告日：2015年2月25日，公告号：CN104380080A)公开了一种用于确定细胞悬液的细胞的数量和积聚标记细胞的装置，所述装置具有：用于传导细胞悬液的流体通道，所述流体通道具有第一横截面；流体通道上的用于计数细胞悬液中的磁性标记细胞的磁性传感器；其中流体通道具有积聚区域，所述积聚区域具有相对于第一横截面增大的第二横截面，其中在积聚区域的至少一侧上布置有磁体。中国专利文献(公告日：2013年10月2日，公告号：CN101828192B)公开了定量样品中的细胞的方法，这通过下述实现，使细胞裂解，随后为至少一种细胞内组分的测量。本专利技术的方法对于定量例如在与细胞大小相比较大的表面积或体积上的小细胞数目尤其有用。在优选实施方案中，本专利技术的方法使用微观流体设备执行。针对，现有技术中的计数板或计数仪在检测过程中需要一次性测量芯片或者辅助仪器，操作费时费力，而且成本高，不利于环保等问题，急需要设计一种新的测量芯片以及测量方法来改善目前的测量条件。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有悬浮态细胞计数操作费时费力，检测板材不能够重得利用，耗材多，不能同时对多个不同浓度样本进行计数等问题，而提供一种能够同时对不同浓度样本进行计数，而且计数方便快捷，检测芯片能够重复利用，计数精确的基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片及其制作方法和计数方法。本专利技术实现其第一个技术目的所采用的技术方案是：一种基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片，包括绝缘基底和等离子键和在绝缘基底上的细胞容器，所述的绝缘基底上均布有电极测量区，所述的电极测量区的一端设置有对应的测量电极，所有的电极测量区的另一端分别连接有一个共地电极；所述的细胞容器上设置有与电极测量区一一对应的检测腔室，所述的电极测量区处于检测腔室的中心。该基于电阻抗的悬浮态细胞计数芯片，主要包括绝缘基底和细胞容器，电极测量区均匀分布在绝缘基底上，电极测量区与细胞容器上的检测腔室一一对应并处于检测腔室的中央，每个电极测量区的其中一端都连接至同一个共地电极，另一端引向各自的测量电极，至绝缘基底边缘，便于测量。检测腔室与电极测量区重合，确保培养过程中细胞的粘附、延伸、增殖以及死亡等活动可以通过检测腔室底部的电极阵列进行有效的细胞阻抗谱检测。在室温条件下，将待检测的悬浮细胞液添加至某个检测腔室用于测量，再在另一个检测腔室添加无细胞的液体用于对照，悬浮态的细胞添加进腔室后开始沉淀，阻抗测量仪器分别测量对应的测量电极以及共地电极，细胞沉淀在电极上使得阻抗上升，通过对比有细胞测量电极与无细胞测量电极的阻抗差值，可以计算出液体中的细胞数量。该基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片，能够同时对不同浓度样本进行计数，而且计数方便快捷，检测芯片能够重复利用，计数精确。无需人工计算细胞数量，并且可以快速获得细胞数量结果；同时检测芯片可以重复利用，降低了平均测量成本；一次可以对多个不同浓度样本进行计数，节约了细胞计数时间。作为优选，所述的绝缘基底为玻璃材料件，所述的细胞容器为PDMS材料件。绝缘基底为玻璃材料件和细胞容器为PDMS(Polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)材料件。在镀金玻璃绝缘基底上刻蚀加工出金电极阵列作为检测电极，裸露出的玻璃部分以及金电极部分都具有亲水性，无需特殊处理即可被贴壁细胞贴附生长。同时利用有机材料PDMS制作的细胞容器易于与玻璃基底粘连，也具有表面疏水性，不易被细胞粘附从而影响检测腔室内的细胞浓度。作为优选，所述的测量电极为金材质双电极，所述的电极测量区形状为叉指电极、双电极或大小环状电极。电阻抗法细胞检测所用的测量电极形状不一，常见的有双电极和叉指电极两种。其中双电极体系由一大一小两个电极构成，主要在大电极上进行细胞的粘附延伸增殖，小电极则不粘附细胞，测量灵敏度较高，常见于检测单个或少量细胞的活动；叉指电极则由多个插指状电极构成，细胞粘附在所有电极的表面，测量统计性较好，多用于测量大量细胞活动的统计结果。叉指电极的电极形状不一，主要为长条形以及波浪形，电极宽度为60-100μm之间。本专利技术实现其第二个专利技术目的所采用的技术方案是：一种基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片的制作方法，包括以下步骤：(1)绝缘基底的加工：首先切割加工设定尺寸的绝缘基底用玻璃板材；再在玻璃板材表面通过金属溅射沉积的方式沉积铬和金，形成基片；然后在基片上通过刻蚀加工获得电极测量区及电极图形；(2)细胞容器的加工，按照工业方法配制并硬化获得完整的PDMS，在PDMS上加工出与绝缘基底电极测量区对应的形状的检测腔室；(3)将绝缘基底和细胞容器通过等离子体处理键和最后获得芯片，将细胞容器和绝缘基底需要黏连的一侧用等离子体轰击后贴合，放置在90℃加热炉上烘烤3h完成芯片的键合过程。作为优选，在玻璃板材表面通过金属溅射沉积的方式沉积铬的厚度为15nm～25nm，金的厚度为150nm～250nm。作为优选，步骤(1)中电极测量区及电极图形的加工步骤：(1)清洗基片，将镀金玻璃基片用乙醇及去离子水冲洗后用氮气吹干，在加热炉上80℃加热20分钟蒸干水分；(2)涂覆感光胶，将正性光刻胶通过匀胶机旋转涂覆在金膜表面，前烘处理固定感光胶；(3)曝光，将准备好的掩膜紧贴在感光胶表面，采取接触式曝光的方式进行紫外曝光，曝光之后后烘处理固定图案；(4)显影，用显影液浸泡感光胶直至掩膜上的图案出现，取出用酒精、去离子水洗净；(5)刻蚀，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片，其特征在于：包括绝缘基底(1)和等离子键和在绝缘基底(1)上的细胞容器(2)，所述的绝缘基底(1)上均布有电极测量区(3)，所述的电极测量区(3)的一端设置有对应的测量电极(4)，所有的电极测量区(3)的另一端分别连接有一个共地电极(5)；所述的细胞容器(2)上设置有与电极测量区(3)一一对应的检测腔室(6)，所述的电极测量区(3)处于检测腔室(6)的中心。

【技术特征摘要】
1.一种基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片，其特征在于：包括绝缘基底(1)和等离子键和在绝缘基底(1)上的细胞容器(2)，所述的绝缘基底(1)上均布有电极测量区(3)，所述的电极测量区(3)的一端设置有对应的测量电极(4)，所有的电极测量区(3)的另一端分别连接有一个共地电极(5)；所述的细胞容器(2)上设置有与电极测量区(3)一一对应的检测腔室(6)，所述的电极测量区(3)处于检测腔室(6)的中心。2.根据权利要求1所述的基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片，其特征在于：所述的绝缘基底(1)为玻璃材料件，所述的细胞容器(2)为PDMS材料件。3.根据权利要求1所述的基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片，其特征在于：所述的测量电极(4)为金材质双电极，所述的电极测量区(3)形状为叉指电极、双电极或大小环状电极。4.一种权利要求1所述的基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片的制作方法，其特征在于包括以下步骤：(1)绝缘基底的加工：首先切割加工设定尺寸的绝缘基底用玻璃板材；再在玻璃板材表面通过金属溅射沉积的方式沉积铬和金，形成基片；然后在基片上通过刻蚀加工获得电极测量区及电极图形；(2)细胞容器的加工，按照工业方法配制并硬化获得完整的PDMS，在PDMS上加工出与绝缘基底电极检测区对应的形状的检测腔室；(3)将绝缘基底和细胞容器通过等离子体处理键和最后获得芯片，将细胞容器和绝缘基底需要黏连的一侧用等离子体轰击后贴合，放置在90℃加热炉上烘烤3h完成芯片的键合过程。5.根据权利要求4所述的一种基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片的制作方法，其特征在于：步骤(1)中在玻璃板材表面通过金属溅射沉积的方式沉积铬的厚度为15nm～25nm，金的厚度为150nm～250nm。6.根据权利要求4所述的一种基于电阻抗的悬浮细胞计数芯片的制作方法，其特征在于：步骤(1)中电极测量区及电极图形的加工步骤：(1)清洗基片，将镀金玻璃基片用乙醇及去离子水冲洗后用氮气吹干，在加热炉上80℃加热20分钟蒸干水分；(2)涂覆感光胶，将正性光刻胶通过匀胶机旋转涂覆在金膜表面，前烘处理固定感光胶；(3)曝光，将准备好的掩膜紧贴在感光胶表面，采取接触式曝光的方式进行紫外曝光，曝光之后后烘处理固定图案；(4)显...

【专利技术属性】
技术研发人员：张武明，邓鸿超，楼力政，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33